https://doi.org/10.9721/KJFST.2021.53.2.187
187
©The Korean Society of Food Science and Technology
반응표면 분석법을 이용한 히비스커스 첨가 유자 음료 제조의 최적화
이창주
1,†· 이우진
2,†· 박종석
3· 김성우
3· 정성근
2,*
1원광대학교 식품생명공학과, 2경북대학교 식품공학부, 3초록원
Optimization of the preparation method of citron (
Citrus junos Sieb.)
beverage containing hibiscus using response surface methodology
Chang Joo Lee1,†, Woo Jin Lee2,†, Jong Seok Park3, Sung Woo Kim3, and Sung Keun Jung2,*
1Department of Food Science and Biotechnology, Wonkwang University 2School of Food Science and Biotechnology, Kyungpook National University
3Cholocwon Co., Ltd.
Abstract This study aimed to optimize the preparation method of citron (Citrus junos Sieb.) beverages with hibiscus using response surface methodology (RSM). The experimental conditions were established using a central composite design with three independent variables as follows: ratios of citron (40~60%), citric acid (0.34~0.94%), and hibiscus (0.3~0.7%). The results indicate that an increase in the citron ratio contributed to increased sweetness and as the concentration of citron and hibiscus increased, the brightness of the citron beverage decreased and the yellowness increased. The citron ratio showed a significant correlation with the ABTS radical scavenging capacity. Among the 15 experimental groups, 4 representative samples showing statistical significance were selected, and sensory tests were performed, in comparison with commercially available products. As a result of the sensory test, four beverages prepared with the selected recipes showed higher preference than commercial beverages, and optimal recipe conditions were 40% citron, 0.34% citric acid, and 0.5% hibiscus.
Keywords: hibiscus, citron juice, response surface method, sensory test, optimization
서
론
유자(Citrus Junos Sieb.)는 운향과(Rutaceae Family) 감귤속에 속하며, 상록관목중의 하나인 유자나무에 열리는 열매로 타원형 으로 지름 4-7 cm이고 겉은 울퉁불퉁한 과실이다. 유자는 향기가 좋으나 열매 자체로는 매우 시고 쓴 맛을 내기 때문에, 차로 먹 기에 적합하도록 꿀이나 설탕을 이용한 유자청을 제조하여 섭취 한다. 원산지는 중국으로 일본 등지에서 재배되며, 한국에는 신 라시대에 전파되어 왔다. 유자는 다른 감귤류 보다 더 많은 비타 민 C와 페놀 성분이 들어 있는 것으로 알려져 있으며(Yoo 등, 2004), 유기산, 비타민 B, 당질, 단백질과 같은 유용성분들이 많 이 함유되어 있다. 특히, 유자에 많이 들어있는 헤스페리딘은 뇌 혈관 장애와 풍을 막아주며, 항산화 작용을 통한 혈액-뇌 장벽장 애에 개선효과가 있다고 보고되었으며(Lee 등, 2020; Shin 등, 2009), 이외에도 항염증(Hirota 등, 2010)과 항암효과(Kim 등, 2014)가 있다고 연구된 바 있다. 민간에서는 고미건위제, 진해거 담제, 해독제, 감기약, 두통약 등으로 사용되는 등 그 약리효과로 건강상의 이점이 있다고 이미 알려져 있다(Nanta, 1980). 히비스커스는 아욱과에 속하는 속씨식물로 cyanidin, delphinidin, malvidin 같은 안토시아닌이 많이 함유되어 있다(Preciado-Saldana 등, 2019). 히비스커스 섭취의 생물학적 효과로는 항산화 작용, 혈압감소, 항암효과 등이 있다(Frank 등, 2012; McKay 등, 2010). 이러한 기능성 효과가 있는 히비스커스를 이용한 제품은 주로 차 (tea)나 가루 형태로 종류가 다양하지 않다. 또한 히비스커스를 이 용한 가공 제품개발 연구로는 히비스커스 분말 첨가 저지방 요 거트(Hwang 등, 2013), 설기떡(Shin 등, 2017), 쌀쿠키(Lee와 Chung, 2018), 양갱(Park과 Lee, 2019), 머핀(Kim과 Kim, 2019)에 관한 연구가 보고되었으나 아직 부족한 실정이다. 따라서 유자에 히비스커스를 첨가함으로써 생리활성을 증대시켜 기능성과 맛을 겸비한 히비스커스 유자 음료의 개발가능성을 살펴보고, 첨가 재 료의 최적 배합비율을 개발하고자 본 실험을 실행하였다. 유자농 축액, 구연산, 히비스커스의 첨가 농도를 달리하여 15가지 조건 으로 히비스커스 유자 음료를 제조한 후, 품질 특성과 생리활성 결과를 바탕으로 RSM (Response Surface Methodology)을 적용하 여 최적조건을 선정하고, 소비자기호도를 조사하였다.
재료 및 방법
실험 재료
유자당절임은 초록원(Cholocwon Co., Ltd., Gyungsan, Korea)에 서 구매하였다. 히비스커스 향료와 분말은 세림향료(Serim Flavor,
†These authors contributed equally to this work
*Corresponding author: Sung Keun Jung, School of Food Science and Biotechnology, Kyungpook National University, Daegu 41566, Korea Tel: +82 53 950 7764 Fax: +82 53 950 7762 E-mail: [email protected] Received March 23, 2021; accepted March 29, 2021
188 한국식품과학회지 제 53 권 제 2 호 (2021)
Gyunggi, Korea)에서 구매하였다. Folin & Ciocalteu’s phenol reagent, quercetin, 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl, ABTS (2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulphonic acid), ascorbic acid는 Sigma Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서, gallic acid는 Acros Organics (NJ, USA)에서 구매하여 사용하였다. 히비스커스 유자음료 최적제조 조건 결정 히비스커스 유자 음료의 최적 제조 조건을 설정하기 위하여 음 료 제조에 가장 큰 영향을 끼치는 것으로 유자농축액(40, 50, 60%) 및 구연산(0.34, 0.64, 0.94%), 히비스커스(0.3, 0.5, 0.7%)를 요인 변수로 하여 기본 배합비율을 중심값으로 1수준이 되게 하고 직 교배열에 따른 3수준의 factional factorial design에 의하여 Table 1과 같은 조건으로 제조하였다. 본 연구에 사용된 레시피는 초록 원에서 제조, 판매중인 참꿀유자차 레시피와 세림향료 응용연구 실에서 제공된 히비스커스 유자차 배합비를 활용하였다. 기존 시 판 제품인 참꿀유자차와 가장 비슷한 배합비를 기준으로 Minitab 16 (Minitak, College Station, PA, USA)을 이용한 Box-Behnken design에 의하여 반응 표면 분석법으로 행한 조건 최적화 연구에 서 얻어진 결과를 통해 15가지 종류의 히비스커스 유자차 배합 비로 각각의 시료를 100 g씩 제작하였다. 이렇게 제작된 유자차 는 물에 희석하여 마시는 과일청의 형태로써, 5×로 설정한 후, 이후 모든 실험에선 1×의 음료 형태로 물에 희석하여 진행하였다. 이화학적 특성 분석
pH는 pH meter (Orion Star A211, Thermo Fisher Scinentific, MA, USA)를 이용하여 측정하였고, 당도는 당도계(ATAGO, Tokyo, Japan)로 측정하였다. 총산도는 시료 10 mL에 phenolphthalein 용 액을 이용하여 0.1 N NaOH의 소비량을 측정하였으며, 이를 citric acid (%, w/w)로 표시하였다. 색도는 색차계(CR-200, KONICA MINOLTA, Tokyo, Japan)를 이용하여 Hunter값인 L, a, b 값을 측정하고, 명암도를 나타내는 L값(lightness), 적색도를 나타내는 a값(redness), 황색도를 나타내는 b값(yellowness)으로 표기하였다. 모든 실험은 3회 반복 진행되었다. DPPH radical 소거활성 측정 히비스커스 유자음료의 상대적인 항산화 활성을 측정하기 위해 Blois (1958) 방법을 응용하여 DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical 소거활성을 측정하였다. MeOH에 희석한 DPPH 용액 (1.0×10−4 M) 100µL와 MeOH에 10배 희석한 시료 100 µL를 혼 합한 후 암실에서 30분 동안 반응시킨 후 microplate reader (iMark, Bio-Rad, CA, USA)를 사용하여 595 nm에서 흡광도를 측 정하였다. 결과값은 ascorbic acid를 0-8 µg/mL의 농도로 제조하여 시료와 동일한 방법으로 얻어진 검량곡선 (R2=0.997)에 대입하여
Vitamin C Equivalents (mg VCE/100 mL)로 표현되었다. ABTS radical cation decolorization assay 측정
7 mM ABTS (2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulphonic acid)와 2.45 mM potassium persulfate (K2S2O8)을 암실에서 16시간 반응시킨 후, 이 용액이 750 nm에서 흡광도 값이 0.70이 되도록 PBS (pH 7.4)에 희석하였다. 40배 희석한 시료 100 µL와 희석 ABPS 용액 100 µL를 혼합한 후 암실에서 30분동안 방치하고 microplate reader (Bio-Rad, CA, USA)를 사용하여 595 nm에서 흡광도를 측정하였다. 결과값은 ascorbic acid를 0-16 µg/mL의 농 도로 제조하여 시료와 동일한 방법으로 얻어진 검량곡선(R2=0.999)
에 대입하여 Vitamin C Equivalents (mg VCE/100 mL)로 표현되 었다.
총 폴리페놀 함량 측정
Folin-Dennis assay (AOAC,1995)를 사용하여 총 폴리페놀함량 (Total polyphenol content, TPC)를 측정하였다. 시료 2 µL에 증류 수를 넣어 160 µL로 희석시킨 후, 2 N Folin-Cioclteu’s phenol regent 10µL를 넣어 8분간 반응시켰다. 20% Sodium carbonate 30µL를 첨가한 후, 암실에서 2시간 반응시켜 microplate reader (iMark, Bio-Rad, CA, USA)를 사용하여 750 nm에서 흡광도를 측 정하였다. Gallic acid을 표준물질로 사용하여 0-1000 µg/mL의 농 도 범위에서 얻어진 표준 검량선(R2=0.998)을 통해 총 페놀 함량
을 시료 1 mL당 gallic acid equivalents (mg GAE/mL)로 나타냈다. 총 플라보노이드 함량 측정
총 플라보노이드(Total flavonoid content, TFC) 함량은 건강기 능식품공전상의 방법(KFDA, 2011)을 변형하여 측정하였다. 시료 40µL에 에탄올 120 µL, 10% aluminum nitrate 8 µL, 1.0 M potassium acetate 8µL, 증류수 24 µL를 순서대로 가하여 혼합하 고, 실온에서 40분간 반응 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 사용하여 0-180 µg/mL의 농도 범위에서 얻어진 표준 검량선(R2=0.999)을 통해 총 플라보노이드 함량을
시료 1 mL당 quercetin equivalents(mg QE/mL)로 나타냈다. 소비자 기호도 조사
히비스커스 유자음료에 대한 소비자 기호도 조사는 20대에서 40대 사이의 성인 35명을 대상으로 실시하였다. 평가항목으로는 단맛(Sweetness), 신맛(Sourness), 쓴맛(Bitters), 점도(Viscosity), 후 미(Aftertaste), 색(Color), 향(aroma), 기호도(preference)를 7점 척도 법으로 평가하고(‘매우 싫음’ 1점, ‘매우 좋음’은 7점), 전체적인 선호도(Overall preference, ranking)는 랭킹법으로 평가하였다. 기 호도(preference)는 시료 각각에 대한 기호도를 평가하며, 전체적 Table 1. Box-Behnken design for optimization of citron juice
according to citron concentrate, citric acid, and hibiscus
Exp. No.1) Citron concentrate (%) Citric acid (%) Hibiscus (%) 1 -1(40) -1(0.34) 0(0.5) 2 1(60) -1(0.34) 0(0.5) 3 -1(40) 1(0.94) 0(0.5) 4 1(60) 1(0.94) 0(0.5) 5 -1(40) 0(0.64) -1(0.3) 6 1(60) 0(0.64) -1(0.3) 7 -1(40) 0(0.64) 1(0.7) 8 1(60) 0(0.64) 1(0.7) 9 0(50) -1(0.34) -1(0.3) 10 0(50) 1(0.94) -1(0.3) 11 0(50) -1(0.34) 1(0.7) 12 0(50) 1(0.94) 1(0.7) 13 0(50) 0(0.64) 0(0.5) 14 0(50) 0(0.64) 0(0.5) 15 0(50) 0(0.64) 0(0.5)
인 선호도(Overall preference, ranking)은 5가지 시료 전체의 순위 를 평가하는 지표이다. 시료는 제작된 5× 형태의 청에 차가운 물 을 5배 희석하여 음료를 제조하였다. 시료는 임의의 3자리 숫자 로 표기하였으며, 제조된 시료 4개와 시판중인 제품 1개로 구성 하였다. 시료는 30 mL의 종이컵에 제공되었으며, 시료 취식 후 생수를 제공하여 입안을 헹구도록 하였다. 관능검사는 경북대학 교 생명윤리심의위원회의 심사를 거쳐 IRB (KNU-2020-0136) 승 인을 받아 진행되었다. 통계처리
결과값은 IBM SPSS Statistics 25 (Statistical Package for Social Science, Chicago, IL, USA)를 이용하여 일원분산분석(one-way ANOVA)을 실시하고 사후검증은 Duncan 검정법(Duncan’s new multiple range test)으로 검증하여 평균±표준편차(mean± tandard deviation)로 표시하였다.
결과 및 고찰
이화학적 특성 히비스커스 유자음료의 pH, 당도, 총산도 및 L, a, b값은 Table 2에 나타내었다. pH, 당도, 총산도 및 L, a, b값은 각각 3.05-3.50, 11.6-14.2, 0.14-0.29, 42.2-56.1, 9.88-23.6 및 8.54-13.9의 범위로 나타났다. pH는 유자농축액, 구연산, 히비스커스의 함량이 서로 상호작용 없이 각각 독립적으로 작용하는 linear model로 나타났 다. pH 값의 ANOVA 분석결과 모델은 p=0.002, F-value (19.96) 및 Coefficient of determination (R2)은 97.29%로 나타나 제안된 모델의 유의성을 확인하였다. 반응 표면 회귀를 통해 얻은 선형 모형에서 독립변수인 ‘유자농축액(A)’, ‘구연산(B)’, ‘히비스커스 (C)’는 모델 분석결과 p-value가 각각 0.005, 0.000, 0.007로 나와 모든 항목에서 유의적인 차이가 있었다. 제곱항의 p-value는 각각 0.613, 0,409, 0.548으로 모든 항목에서 유의적인 차이가 없었다. Fig. 1. Response surface polt for optimization of citron concentrate, citric acid, and hibiscus on the physical properties of citron juice. The response surface plot is the result of analyzing the correlation between pH, sugar content, and acidity that change when the ratio of citron, hibiscus, and crtic acid among beverage recipes is varied.190 한국식품과학회지 제 53 권 제 2 호 (2021)
교호작용에서는 유자농축액×구연산, 유자농축액×히비스커스, 구 연산×히비스커스에서 p-value가 각각 0.149, 0.964, 0.243으로 모 든 항목에서 유의적 차이가 없었다. 히비스커스 유자음료의 당도 는 quadratic model로 결정되었고 값의 ANOVA 분석모델은 p=0.001 및 F-value (24.99)로 모델의 유의성이 나타냈다. R2값은 97.83%로 나타났으며 적합성 결여의 p-value는 0.918으로 모델에 적합하다고 나타났다. 반응 표면 회귀를 통해 얻은 선형모형에서 독립변수인 ‘유자농축액(A)’, ‘구연산(B)’, ‘히비스커스(C)’는 모델 분석결과 p-value가 각각 0.000, 0.072, 0.255로 나와 유자농축액 항목에서만 유의적인 차이가 있었다. 제곱항의 p-value는 각각 0.006, 0,216, 0.831으로 유자농축액의 제곱 값에서만 유의적인 차 이가 있었으며 교호작용에서는 모든 항목에서 유의적 차이가 없 었다. 이 결과는 유자농축액만이 히비스커스 유자음료의 당도에 영향을 주었음을 보여주었다. 총산도는 각 요인들이 교호 작용의 영향을 받지 않는 linear model (R2=0.99)로 결정되었고 1% 이내 에서 유의성을 보여 모델의 적합성이 인정되었다. 독립변수인 ‘유 자농축액(A)’, ‘구연산(B)’, ‘히비스커스(C)’는 모델 분석결과 p-value가 0.001, 0.000, 0.204로 유자농축액과 구연산에서 유의적인 차이가 나타났다. 제곱값과 2차 교호작용의 경우 유의적 차이가 없었다(p>0.05). 유자농축액과, 히비스커스의 농도가 증가할수록 유자 음료의 명도(L값: lightness)는 감소하고, 황색도(b값: yellowness)는 증가하는 경향이 나타났다. 이는 유자의 갈변현상 때문으로 유자농축액의 함량이 높을수록 L값이 감소하고 b값이 증가하다는 이전에 보고된바와 유사한 결과이며, 또한 유자 추출 액의 저장기간이 길어질수록 갈변이 증가한다고 보고되었다(Kim 등, 2006). 페놀과 유자농축액, 구연산, 히비스커스의 반응 표면 회귀모형은 R2값이 0.9254, 5% 이내의 유의성을 보였으며 실험 모델의 적합성이 인정되었다. 독립변수는 유자농축액과 히비스커 스가 각각 p=0.002, 0.011으로 유의성을 나타냈으며, 제곱값과 교 호작용에서는 유의성이 나타나지 않았다. 유자농축액, 구연산, 히 비스커스에 대한 플라보노이드 값의 ANOVA 분석결과 모델 (R2=0.4743)은 p=0.827로 이차회귀 분석에 대해 유의적 차이가 없 는 것으로 나타났다. 항산화 활성 히비스커스 유자음료의 항산화 활성은 DPPH radical, ABTS Fig. 2. Response surface polt for optimization of citron concentrate, citric acid, and hibiscus on the Hunter’s color value of citron juice. The response surface plot is the result of analyzing the correlation of the changing chromaticity when the ratio of citron, hibiscus, and crtic acid among beverage recipes is different.
radical 소거 활성으로 측정하였다. DPPH 및 ABTS 방법을 이용 한 히비스커스 유자음료 15종의 항산화 활성은 Table 3에 나타 내었다. 히비스커스 유자음료 100 mL 당 ascorbic acid 상당량(mg ascorbic acid equivalent (VCE)/100 mL)으로 표기하였다. 15종의 히비스커스 유자차의 DPPH radical 소거 활성은 1621.6-1661.5 mg VCE/100 mL으로 나타났다. 독립변수인 ‘유자농축액(A)’, ‘구연산 (B)’, ‘히비스커스(C)’는 모델 분석결과 p-value가 0.641, 0.296, 0.007로 히비스커스에서만 유의적인 차이(p<0.01)가 나타났다. 제 곱값과 교호작용의 경우 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 유자농 축액, 구연산, 히비스커스에 따른 DPPH의 회귀방정식은 DPPH =1780−2.36A+14.8B−291C+0.0022AA−1.9BB+15.2CC+0.04AB+ 4.49AC−8.7BC로써, 결정계수(R2)는 0.8405였으며, 유의확률 0.032 Fig. 3. Response surface polt for optimization of citron concentrate, citric acid, and hibiscus on the antioxidant activity of citron juice. The response surface plot is the result of analyzing the correlation between the varying DPPH and ABTS scavenging capacity and total polyphenol contnet and total flavonoid content when the ratio of citron, hibiscus, and crtic acid in beverage recipes is varied.
192 한국식품과학회지 제 53 권 제 2 호 (2021) 로 5% 이내에서 유의성이 인정되었다. 따라서 DPPH radical 소 거 활성은 히비스커스의 함량 증가할수록 감소하는 경향이 나타 났다. 이 결과는 Park과 Lee (2019)에 보고한 양갱에 히비스커스 분말의 첨가량을 증가할수록 DPPH radical 소거 활성이 증가한 다는 결과와 상이한 결과이다. 이 연구에서는 유자농축액과 구연 산이 첨가되어 있어 pH 등의 요소가 DPPH radical 소거 활성을 저해시킨 것으로 보여 앞으로 이에 대한 추가적인 연구가 필요 해 보인다.
ABTS radical 소거 활성은 287.7-734.6 mg VCE/100 mL으로 나
타났다. 독립변수인 ‘유자농축액(A)’, ‘구연산(B)’, ‘히비스커스(C)’ 는 모델 분석결과 p-value가 0.079, 0.933, 0.037로 히비스커스에 서만 유의적인 차이(p<0.05)가 나타났다. 제곱값에서는 유의적인 차이가 없었으며, 교호작용의 경우 유자농축액×히비스커스에서만 유의적인 차이(p=0.031)가 나타났다. ABTS radical 소거 활성은 유자농축액에 의해 증가하는 경향을 보이고 히비스커스에 의해 감소하는 경향을 보이지만 p값이 0.107 (R2=0.8518)으로 이차회 귀 분석에 대해서는 유의적이지 않은 것으로 나타났다. 따라서 ABTS radical 소거 활성은 구연산농도가 0.65%일때 유자농축액 Table 2. Quality characteristic of citron juice according to citron concentrate, citric acid, and hibiscus
Exp. No.1)
Physical properties Hunter’s color value
pH Sugar content (°Bx) Titrated acidity (%) L a b
1 3.25±0.04 11.8±0.12 0.14±0.01 48.3±1.47 14.2±2.91 8.99±1.70 2 3.44±0.03 13.5±0.15 0.18±0.00 46.9±0.35 13.9±1.28 9.42±0.87 3 3.07±0.02 11.9±0.12 0.27±0.01 47.9±0.95 20.0±1.76 12.1±1.06 4 3.14±0.05 14.2±0.06 0.29±0.01 46.2±0.50 19.9±0.41 12.8±0.20 5 3.21±0.01 11.6±0.10 0.19±0.01 56.1±1.56 12.3±1.07 9.12±0.68 6 3.32±0.02 13.7±0.00 0.24±0.01 49.9±0.27 10.0±0.83 8.54±0.69 7 3.12±0.01 12.0±0.00 0.19±0.01 44.9±0.92 19.8±3.75 10.7±2.06 8 3.23±0.02 13.7±0.10 0.24±0.01 43.0±0.84 22.1±1.28 13.9±0.93 9 3.50±0.03 13.4±0.06 0.14±0.00 54.5±1.33 9.88±0.19 8.93±0.07 10 3.12±0.03 13.2±0.06 0.28±0.01 50.4±2.83 16.7±1.72 10.9±0.73 11 3.33±0.02 13.2±0.10 0.16±0.02 44.4±0.24 19.4±0.79 11.4±0.57 12 3.05±0.02 13.7±0.40 0.28±0.01 42.2±0.83 23.6±0.47 13.9±0.51 13 3.21±0.02 13.3±0.06 0.22±0.00 49.6±0.42 18.9±0.47 12.3±0.37 14 3.25±0.01 12.9±0.17 0.21±0.00 49.3±0.83 17.9±0.41 11.4±0.14 15 3.21±0.01 13.5±0.06 0.21±0.00 47.8±0.29 16.6±2.23 10.5±1.44
1)The number of experimental conditions by central composite design
Table 3. Antioxidant activities of citron juice according to citron concentrate, citric acid, and hibiscus
Exp. No.1) DPPH (mg VCE/100 mL) ABTS (mg VCE/100 mL) TPC (mg GAE/mL) TFC (mg QE/mL)
1 1645.5±2.39 318.2±2.27 190.1±26.8 127.7±15.9 2 1639.3±4.13 400.1±9.44 217.1±6.43 109.1±17.1 3 1641.3±3.93 287.7±10.5 158.1±16.6 98.5±16.3 4 1646.6±3.93 360.4±4.43 215.4±7.94 102.5±22.3 5 1660.7±3.25 405.9±2.84 137.7±2.52 120.6±33.5 6 1652.9±2.39 734.6±0.00 180.7±13.6 124.1±25.0 7 1621.6±8.89 380.4±11.2 166.4±11.1 093.1±24.1 8 1649.7±19.5 313.3±4.09 236.7±22.9 133.9±13.5 9 1654.9±4.13 366.3±7.44 183.7±13.3 128.4±8.94 10 1661.2±8.70 400.1±9.44 165.1±11.9 111.2±27.6 11 1661.5±0.00 313.3±4.09 189.1±13.6 089.9±12.4 12 1635.7±7.05 366.3±7.44 202.4±16.1 094.2±13.5 13 1655.5±26.6 408.6±22.6 180.1±20.2 075.7±15.0 14 1641.4±0.90 360.4±4.43 200.7±13.6 133.7±4.37 15 1639.3±0.00 408.6±22.6 182.4±20.5 081.9±16.9
의 함량이 증가하는 양의 상관관계가 있으며, 반면에 유자농축액 의 함량이 높고 히비스커스의 함량이 낮을수록 ABTS radical 소 거 활성이 높아지는 음의 상관관계를 보여주었다. 이 결과는 ABTS radical 소거 활성에 유자농축액과 히비스커스가 교호작용 (p=0.031)에 의하여 히비스커스가 유자의 ABTS radical 소거 활 성을 저해하는 효과가 있는 것으로 보여, 원인에 대한 추가적인 연구가 필요해 보인다. 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량
총폴리페놀 함량은 1 mL 당 gallic acid equivalents (mg GAE/ mL)로나타내었고, 총플라보노이드 함량은 1 mL당 quercetin equivalents (mg QE/mL)로 나타내었다. 총페놀함량은 137.7-236.7 mg GAE/mL으로 나타났고, 총플라보노이드 함량은 75.7-133.9 mg QE/mL으로 나타났다. 유자함량 60%, 구연산 0.64%, 히비스커스 0.7%의 조건에서 236.7 mg GAE/mL의 가장높은 총폴리페놀 함 량과, 133.9 mg QE/mL의 가장높은 총플라보노이드 함량을 나타 내었다. 총폴리페놀 함량의 독립변수인 ‘유자농축액(A)’, ‘구연산 (B)’, ‘히비스커스(C)’는 모델 분석결과 p-value가 0.002, 0.285, 0.011로 유자농축액에서만 유의적인 차이(p<0.05)가 나타났다. 제 곱값에서는 유의적인 차이가 없었으며, 교호작용의 유의적인 차 이는 나타나지 않았다. 총플라보노이드 함량에 대한 독립변수의 유의성은 나타나지 않았다. 따라서, 총폴리페놀 함량은 유자농축 액과 히비스커스 첨가량과 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 소비자 기호도 조사 제조된 히비스커스 유자음료 15종 중에서 유자농축액, 구연산, 히비스커스 각각에서 모든 범위가 포함이 되도록 4종을 선정한 1, 8, 10, 13번 시료와 대조구로 사용된 시판 제품의 전반적인 특 성강도, 향미, 기호도의 결과는 Table 4와 같다. 특성강도 중에서 단맛은 시판제품에서 5.18으로 가장 높았으며 제조된 히비스커스 유자차 중에선 유자농축액의 함량이 가장 높았던 8번 시료가 4.88 으로 가장 높았다. 신맛의 경우 구연산 함량이 가장 높은 10번 시료가 3.79으로 제일 높게 나타났다. 쓴맛은 2.44-2.74 범위로 대 조구를 포함해서 모든 제품에서 유사한 점수가 나타났다. 후미의 경우 1번 시료가 4.24로 가장 높게 나왔으며 대조구는 3.62로 나 타났다. 기호도를 평가한 부분에서 색은 대조구가 2.53으로 가장 낮았고 제조된 시료구는 5.03-5.24으로 평가되어 약 두배의 차이 가 났으며 이 중에서 가장 색이 좋았다고 평가된 시료는 13번 시료이다. 향은 1번 시료가 4.91으로 가장 높았고 대조구는 3.35 으로 가장 낮았다. 전체적으로 히비스커스를 첨가한 군의 경우, 신맛, 후미, 색, 향미에서 무첨가한 대조구에 비해 높은 기호도를 나타내었다. 따라서 히비스커스의 첨가는 제품의 맛과 향의 특성 에 긍정적 영향을 미치는 것으로 보인다. 이 결과는 히비스커스 가루를 첨가한 설기떡(Shin 등, 2017)과, 히비스커스 첨가한 양갱 의(Park과 Lee, 2019)의 높은 기호도 점수를 받은것과 일치하는 결과이다. 전체적인 선호도를 평가한 부분에서 대조구 3.00에 비 해 1번 시료가 4.85으로 가장 높게 나타났으며, 기호도 순위 에 서도 동일하게 1번 시료가 2.47으로 가장 높았고 대조구는 4.21 으로 가장 낮게 평가되었다. 히비스커스 첨가량은 0.5%군에서 가 장 높은 선호도가 나타났으며 첨가량이 적거나 많음에 따라 관 능적 특성이 달라지는 것으로 보인다.
요
약
히비스커스와 유자를 이용하여 생리활성과 소비자 선호도를 증 대시키는 유자음료제조의 최적 배합비율을 반응표면 분석법을 이 용하여 개발하였다. 유자 음료의 제조 조건으로는 유자농축액의 농도(40, 50, 60%), 구연산의 비율(0.34, 0.64, 0.94%), 히비스커스 의 비율(0.3, 0.5, 0.7%)을 달리하여 품질 특성과 생리활성을 조 사하고, 소비자기호도를 평가하여 최적 배합비율을 선정하였다. Box-Behnken design을 이용한 히비스커스 유자 음료의 이화학적 특성 결과는 당도와 색도의 변화는 유자농축액, 산도는 구연산의 비율에 따라 결정되었다. 항산화 활성은 유자농축액과 히비스커 스의 교호작용이 있는 것으로 나타났다. 유자농축액은 항산화 활 성에 양의 상관관계를 보이나 히비스커스는 유자농축액과 혼합 하면 음의 상관관계가 있는 것으로 나타나 히비스커스의 첨가 양 이 최소가 될 때 항산화 활성이 높게 나타나는 결과를 보였다. 소비자 기호도 평가 결과 유자농축액 40%, 구연산 0.34%, 히비 스커스 0.5%를 첨가하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 따라 서 생리활성과 소비자 기호도 평가결과를 종합해 볼 때 히비스 커스 유자 음료의 최적 조건은 소비자 기호도 평가의 최적 조건 과 동일한 것으로 판단된다. 이 연구결과는 다양한 히비스커스와 유자를 이용한 식품 개발의 기초자료로 제공되어 향후 제품개발 수행에 도움이 될 것으로 여겨진다.감사의 글
본 연구는 중소벤처기업부와 한국산업기술진흥원의 지역특화 산업육성사업 연구비 지원(R&D, S2932954)에 의해 진행되었으 며 이에 감사드립니다.Table 4. Sensory preference score of citron juice according to citron concentrate, citric acid, and hibiscus
Sensory characteristics Control 1 8 10 13
Sweetness 5.18±1.70 4.68±1.22 4.88±1.07 4.41±1.37 4.59±1.23 Sourness 2.24±1.67 2.53±1.28 3.38±1.71 3.79±1.68 2.94±1.63 Bitters 2.59±1.56 2.44±1.46 2.47±1.46 2.74±1.80 2.62±1.58 Aftertaste 3.62±1.65 4.24±1.44 4.15±1.42 3.62±1.41 3.53±1.33 Color 2.53±0.86 5.15±1.31 5.21±0.95 5.03±1.19 5.24±1.21 Aroma 3.35±1.28 4.91±1.06 4.71±1.24 4.50±1.08 4.53±0.96 Preference 3.00±1.30 4.85±1.18 4.53±1.35 4.56±1.33 4.59±1.23 Ranking 4.21±1.37 2.47±1.26 2.62±1.23 2.91±1.36 2.79±1.23
194 한국식품과학회지 제 53 권 제 2 호 (2021)
References
AOAC Official methods of analysis. 16th ed. Association of Official Analytical Chemists. Washington, DC, USA. pp. 69-74 (1995) Association of official analytical chemists. In Official Methods of
Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, 9th ed.; Board: Washington, USA. p. 275 (1960)
Blois MS. Antioxidant determinations by the use of a stable free rad-ical. Nature 181: 1199-1200 (1958)
Frank T, Netzel G, Kammerer DR, Carle R, Kler A, Kriesl E, Bitsch I, Bitsch R, Netzel M. Consumption of Hibiscus sabdariffa L. aqueous extract and its impact on systemic antioxidant potential in healthy subjects. J. Sci. Food Agric. 92: 2207-2218 (2012) Hirota R, Roger NN, Nakamura H, Song H-S, Sawamura M,
Suganuma N. Anti-inflammatory effects of limonene from Yuzu (Citrus junos Tanaka) essential oil on eosinophils. J. Food Sci. 75: H87-H92(2010)
Hwang SJ, Jung E K, Joo NM. Processing optimization and quality characteristics of low-fat yogurt prepared with roselle. J. Korean Soc. Food Cult. 28: 392-400 (2013)
KFDA. Korea Food and Drug Administration.Health Supplement Food Code. Seoul, Korea (2011)
Kim J-W, Lee G-H, Hur J-W. Quality characteristics of citron jam made with frozen citron in Korea. Korean J. Food Sci. Technol. 38: 197-201 (2006)
Kim S-J, Kim H, Effect of hibiscus powder (Hibiscus sabdariffa L.) on the quality of muffins. Korean J. Community Living Sci. 30: 517-527 (2019)
Kim SH, Shin EJ, Hur HJ, Park JH, Sung MJ, Kwon DY, Hwang J-T. Citrus junos Tanaka peel extract attenuates experimental colitis and inhibits tumour growth in a mouse xenograft model. J. Funct. Foods 8: 301-308 (2014)
Lee JO, Chung HJ. Quality characteristics and antioxidant properties of rice cookies amended with hibiscus powder. J. Korean Soc. Food Cult. 33: 451-457 (2018)
Lee BK, Hyun SW, Jung YS, Yuzu and hesperidin ameliorate blood-brain barrier disruption during hypoxia via antioxidant activity. Antioxidants 9: 843 (2020)
McKayDL, Chen C-YO, Saltzman E, Blumberg JB. Hibiscus sabdar-iffa L. tea (tisane) lowers blood pressure in prehypertensive and mildly hypertensive adults. J. Nutr. 140: 298-303 (2010)
Nanba T. The crude drugs in Japan, China and the neighbouring countries. Hoikusha Publishing Co., Osaka, Japan. pp. 261-268 (1980)
Park MH, Lee SM. Quality characteristics of yanggaeng added with Hibiscus sabdariffa powder. Culi. Sci. & Hos. Res. 25: 81-88 (2019)
Preciado-Saldana AM, Dominguez-Avila JA, Ayala-Zavala JF, Ville-gas-Ochoa MA, Sayago-Ayerdi SG, Wall-Medrano A, Gonzalez-Cordova AF, Gonzalez-Aguilar GA.Formulation and characteriza-tion of an optimized funccharacteriza-tional beverage from hibiscus (Hibiscus sabdariffa L.) and green tea (Camellia sinensis L.). Food Sci. Technol. Int. 25: 547-561 (2019)
Shin J-H, Lee S-J, Kang M-J, Yang S-M, Sung N-J. Biological activ-ities of yuza grown in different areas. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 38: 1548-1491 (2009)
Shin SY, Song KY, O HB, Joung KY, Kim YS. Quality characteris-tics and antioxidant activities of sulgidduck with roselle (Hibiscus sabdariffa L.) calyx powder. Korean J. Food Nutr. 30: 226-235 (2017)
Yoo KM, Lee KW, Park JB, Lee HJ, Hwang IK. Variation in major antioxidants and total antioxidant activity of Yuzu (Citrus junos Sieb ex Tanaka) during maturation and between cultivars. J. Agric. Food Chem. 52: 5907-5913 (2004)
